切削速度について

質問

こんにちは､旋盤の切削機構について質問があります。
旋盤で送り速度一定とし、切削速度だけ数段階あげて切削抵抗を測定したところ､切削速度が上がるについて切削抵抗(主分力)が下がるといった現象がありました。一般的に切削速度があげると、良いといわれているのは前から聞いていたのですが、理論的に説明するとどのようになっているのでしょうか？

　追加で質問させていただきます。
切削速度を上げていくとき、切削速度にたいして常に送りは一定(rev/min)の時に､工具のすくい角を変化させていないのに、せん断角が変化するといった現象は、構成刃先が原因なのでしょうか？せん断角が変化することにより、せん断領域が代わるといったことはわかったのです、根本的な「なぜせん断角が変化するのか？」といった所が不明ですので、そこを教えていただきたいです。

回答No.2

noname#230359

様々な考え方があるのですが、私は被削材の金属成分から見た考えを書かせて頂きます。

被削材には、快削成分のＭｇ（ﾏﾝｶﾞﾝ）・Ｓ（硫黄）・Ｐｂ（鉛）・Ｔｅ(ﾃﾙﾙ)・その他です。これらは摩擦熱により固体潤滑剤として機能し始めます。
ミルシート等の被削材の金属成分の配合比でMｇとSが大量に添加されている
被削材中は、硫化マンガンとなり切削抵抗が低くなる事が御座います。
ですから、簡単に快削鋼（SUM24L）で2種類の被削材を比較した場合にMｇとSの配合比を比較する事で、どちらがやり易いかも判断できると思います。

乱文で申し訳ありませんでした。（いかんせん、仕事中ですので・・・）

切削抵抗により摩擦熱が発生させる事で被削材中の快削成分どうしが結びつくのです。今回の回転を上げたら抵抗が少なくなったとは、その時に発生した摩擦熱が快削成分を反応させたからと考えていいと思います。

滑らせると言う事でいうならそう考えてもいいんじゃないでしょうか。但し、冷却作用は無いですが。
私の場合にはSUM24L程度で切削速度200m／minで600℃ではないかと想定しています。

このような条件の場合には、切削油では硫黄入りをチョイスすべきではないかと。
切削油で冷却しながら摩擦熱を利用するので切り込みや送りとの関係も有りますが。
参考になりますかね？

切削油などの相談相手を探してみれば良いと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
切削速度を上げれば、材料がやわらかくなる程度の知識しかなかったので
大変参考になりました。
　関連して伺いたいのですが、固体潤滑剤で潤滑油のような作用をするという事なのですが、温度はどの程度まで上がればこの作用が出てくるのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

ここで言う切削速度とは、主軸の回転数のことと考えてよろしいでしょうか。
まず、被切削物の回転が１回転/分、送り速度が１mm/分の時は1分間で被切削物がちょうど1回転1mmの幅で削られる事になります。
では、被切削物の回転が2回転/分になったらどうでしょう。
送り速度が一定であれば同じ1分間でやはり1mmの幅が削られる事になります。
この時の違いは何か。切削工具の仕事の量が違うという事です。
同じ仕事を同じ時間でやっているのですが、微少時間で見た時の切削工具の仕事は違ってきます。
単純に比較するとこの時の刃先の抵抗は半分になります。
ちょっとわかりにくい説明ですみませんが、刃先の仕事として考えると送りが一定であれば回転数が高い方が仕事が楽になるという事です。

お礼

回答ありがとうございました。
概念が間違っているのかもしれませんが、回転数をいくら上げても送り速度が回転数と同期(rev/minのように)していれば、回転数が変わっても送り速度は一定ということになると考えています(不確かですがそうして行ったと思います)。